生物钟导致夜间持续的伤口愈合更慢

一项新的研究发现，我们的生物钟是如何导致伤口(如割伤和烧伤)的，如果伤口发生在白天，愈合速度比在晚上快60%左右。根据医学研究委员会分子生物学实验室的科学家们领导的这项研究，这可能会对外科手术等医疗程序产生影响，并为开发改善伤口愈合的药物提供靶点。

曼彻斯特大学的科学家是该研究小组的成员，他们首次展示了我们体内的生物钟如何调节皮肤细胞的伤口愈合，并在白天优化愈合，发表在科学转化医学．

我们的生物钟(或昼夜节律)几乎调节着人体的每一个细胞，在睡眠、激素分泌和新陈代谢等许多过程中驱动着24小时周期。使用皮肤细胞(成纤维细胞和角质形成细胞)以及在小鼠身上进行的测试表明，在体内生物钟的“白天”，皮肤伤口的愈合效率几乎是夜间伤口的两倍。

研究人员与临床医生合作，使用英格兰和威尔士所有主要烧伤单位的数据库，分析了118名烧伤患者的记录，发现这种影响也反映在烧伤患者身上。

发生在夜间的烧伤愈合时间比发生在白天的烧伤平均长60%，夜间烧伤(晚上8点到早上8点)平均28天后愈合95%，而发生在白天(早上8点到晚上8点)的烧伤仅需要17天。

研究人员发现，愈合速度更快的一个关键原因是，在人体生物钟的白天，皮肤细胞会更快地移动到伤口的修复位置。

在细胞内，这是由参与细胞运动和修复的蛋白质的活性增加所驱动的，尤其是肌动蛋白。肌动蛋白丝提供支架和运动，就像细胞内的肌肉一样。

在白天的伤口中，皮肤的主要结构蛋白——胶原蛋白也会在伤口部位沉积，这种情况在伤口发生后持续两周。

研究人员指出，这一过程一定是由细胞内部的生物钟驱动的，而不是通过身体传递的信号，因为在实验室培养皿中培养的人类和小鼠皮肤细胞显示出相同的效果。

“治疗伤口每年要花费NHS约50亿英镑，部分原因是缺乏有效的伤口愈合疗法。这项研究首次表明，昼夜节律因素对伤口愈合很重要。通过考虑这些因素，不仅可以确定新的药物靶点，而且可以通过改变每天给药的时间来提高现有疗法的有效性。”John Blaikley博士说

这篇论文的资深作者、来自MRC分子生物学实验室的约翰·奥尼尔博士说:“这是第一次证明单个皮肤细胞内的生物钟可以决定它们对损伤的反应效果。”我们一直发现，人体昼夜生物钟的伤口愈合速度有2倍的差异。这可能是因为我们的身体已经进化到在受伤更容易发生的白天愈合最快。

“对于烧伤的人来说，我们发现伤口愈合速度有很大的差异，这与我们根据实验室的发现所做的预测完全一致，即伤口在活动性阶段愈合得更快(人类在白天，老鼠在夜间)。在细胞和小鼠中，我们可以通过欺骗细胞，让细胞认为这是一天中的不同时间来重置组织愈合反应——比如在晚上为小鼠开灯，在一天的不同时间关灯，或者在实验室中对细胞使用改变生物钟的药物。在手术前重置细胞的生物钟，也许可以通过使用药物将生物钟重置到手术部位的最佳愈合时间，从而缩短愈合时间。”

来自MRC分子生物学实验室的内德·霍伊尔博士是这篇论文的第一作者，他说:“我们已经证明，人体生物钟的每日周期通过影响一种叫做肌动蛋白的必需蛋白质来控制细胞修复受损组织的能力。”皮肤的有效修复对于预防感染至关重要，当愈合出错时，伤口就会变成慢性的，或者会产生过多的疤痕。对生物钟和伤口愈合之间联系的进一步研究可能有助于我们开发防止伤口愈合不良的药物，甚至帮助我们改善手术结果。”

该研究的作者之一、来自曼彻斯特大学的临床科学家约翰·布莱克利博士(John Blaikley)对烧伤患者的分析做出了贡献，他说:“伤口治疗每年花费NHS约50亿英镑，部分原因是缺乏针对伤口愈合的有效疗法。这项研究首次显示了昼夜节律因素对伤口愈合的重要性。考虑到这些因素，不仅可以确定新的药物靶点，而且可以通过改变每天给药的时间来提高现有疗法的有效性。”

作者警告说，需要更多的研究来了解对人类的影响，特别是改变目前的手术实践是否有益。

本文已从材料所提供的曼彻斯特大学．注:材料的长度和内容可能经过编辑。如需进一步信息，请联系所引用的来源。

参考

霍伊尔，N. P.， Seinkmane, E.， Putker, M.， Feeney, K. A.， Krogager, T. P.， Chesham, J. E.，…奥尼尔，J. S.(2017)。在伤口愈合过程中，昼夜肌动蛋白动态驱动有节奏的成纤维细胞动员。《科学与医学》，9(415)。doi: 10.1126 / scitranslmed.aal2774